Aaron Johnson: Wie die Feinmechanik durch Mikro-AM verändert wird

Da ich die meiste Zeit meiner beruflichen Laufbahn an der Spitze der Produktentwicklung gearbeitet habe, habe ich mich daran gewöhnt, die Fanfare zu hören, die neue und aufkommende Technologien umgibt – die die Macht haben, die Art und Weise, wie Dinge getan werden, zum Besseren und oft auf radikale Weise zu verändern – und eine Fülle von Informationen zu verdauen, um das Wesentliche darüber zu erfahren, wie solche bahnbrechenden Technologien zur Verbesserung der Produktionsergebnisse eingesetzt werden können.

Nehmen wir als Beispiel den Bereich der additiven Fertigung. AM in seinen vielen Erscheinungsformen (Rapid Prototyping, 3D-Druck) ist eine Technologie, die uns seit über drei Jahrzehnten begleitet. Und man kann mit Fug und Recht behaupten, dass sie die Industrie seit mehr als drei Jahrzehnten umkrempelt. Aber wie umwälzend kann eine Technologie sein, wenn sie über 30 Jahre nach ihrer Einführung immer noch umwälzend ist? Der Umbruch muss sehr langsam und sehr sanft erfolgen!

Nun, AM ist insofern einzigartig, als es in diesen 30 Jahren einen Adoptionszyklus durchlaufen hat und zu einer ausgereiften und tief verwurzelten Technologie im Bereich des industriellen Prototyping geworden ist. Da sie sich jedoch weiterentwickelt hat und robuster, genauer und ausgefeilter geworden ist, wird sie nun als Produktionstechnologie eingesetzt, bei der die Anforderungen an die Wiederholbarkeit von Toleranzen und Oberflächengüte exponentiell steigen.

Tatsächlich kann man sagen, dass sich AM nun in seinem dritten Anwendungszyklus befindet, da die Technologie in den letzten Jahren so weit verfeinert wurde, dass sie nun Mikroteile mit Merkmalen und Toleranzen im Mikrometerbereich herstellen kann und somit in den Mikrofertigungssektor eindringt und die Art und Weise, wie miniaturisierte Teile und Komponenten in Prototypen- und Produktionsserien hergestellt werden können, verändert. In diesem Fall handelt es sich um eine ergänzende Technologie zu unserer Kerntechnologie des Mikrospritzgießens, so dass sie 30 Jahre nach ihrem Erscheinen auf dem Markt zu Recht als eine bahnbrechende Technologie angesehen werden kann.

Eine sich entwickelnde Situation

Und damit kommen wir zum Kernpunkt dieses Artikels. Innovative und bahnbrechende Technologien kommen nicht einfach auf den Markt, stören, werden übernommen und werden zur Norm. Nein, solche Technologien entwickeln sich auch weiter, und während sie sich weiterentwickeln, bleibt ihre Fähigkeit zur Umwälzung bestehen, insbesondere dort, wo die Dynamik einer Branche ständig etwas Besseres oder in unserem Fall Kleineres und Kleineres erfordert.

Sie müssen also beginnen, die Unterbrechung auf eine etwas andere Weise zu betrachten.

Neue Technologien und Lösungen kommen auf den Markt, um einen Bedarf zu decken. AM wurde der Notwendigkeit gerecht, die Zeit bis zur Marktreife zu verkürzen, indem die Zeit vom Entwurf bis zum marktfähigen Produkt verkürzt wird. Auch in der Produktion ändert sich das Fertigungsparadigma, denn es werden Teile ohne Werkzeuge hergestellt, die Designfreiheit wird gefördert und die Herstellung von Produkten mit einer bis dahin unmöglichen geometrischen Komplexität erleichtert. Die zugrundeliegenden Anforderungen – innovative Teile, die immer schneller auf den Markt kommen – werden sich nie ändern, und es sind diese Anforderungen, die disruptiv sind, wobei Technologien wie AM eine anfängliche Lösung bieten, die sich weiterentwickeln muss, um mit dem nie endenden Bedarf an größerer Innovation und immer kürzeren Produktentwicklungsfenstern Schritt zu halten.

Und im Bereich der Herstellung von Präzisionskunststoffteilen und -komponenten, auf den Accumold Einfluss hat, ist die disruptive Kraft, die zu einer Reihe von disruptiven Technologien geführt hat, die Miniaturisierung, der Bedarf an immer kleineren Teilen und Komponenten, um den Platzbedarf des Produkts zu verringern, das Gewicht zu reduzieren und minimalinvasive Eingriffe zu fördern usw.

Einfach ausgedrückt: Wenn die Industrie keine kleineren Teile bräuchte, gäbe es keine Nachfrage nach der Entwicklung von Mikrogießmaschinen oder Mikro-AM-Technologien. Auch hier gilt, dass disruptive Trends und Anforderungen zur Entwicklung von Technologien führen, die die Anforderungen der Industrie erfüllen können, und die Industrie hört nicht auf, immer mehr zu fordern. Nach der anfänglichen Unterbrechung geht die Unterbrechung also so gut wie immer weiter. Die Unterbrechung ist kein einmaliges Ereignis, sondern ein fortlaufender Prozess.

Wird es jemals einen Zeitpunkt geben, an dem industrielle Hersteller sagen: “Wissen Sie, ab heute will ich meine Produktentwicklungszeit nicht mehr verkürzen, ich will keine größere Innovation bei Produktformen und -geometrien, und ich will keine kleineren Teile und Komponenten”? Die Antwort lautet eindeutig “Nein”. Der Geist ist aus der Flasche, und die Hersteller werden immer versuchen, an die Grenzen zu gehen.

Präzision für mich, Präzision für Sie

Betrachtet man den disruptiven Miniaturisierungstrend, so sind die Industrie und Zulieferer wie Accumold schon seit Jahrzehnten auf dem Weg der Disruption. Wir arbeiten in einem Bereich der Industrie, in dem die Definitionen etwas vage sind. Wir stellen Präzisionskunststoffteile und -komponenten her. Aber was für das eine Unternehmen präzise ist, ist es für ein anderes nicht, und es hat sich im Laufe der Jahrzehnte sicherlich verändert.

Die Teile, die wir heute herstellen, wären unmöglich gewesen, als wir vor über 30 Jahren anfingen. Sie hätten als lächerlich präzise gegolten, als der Stoff, aus dem Science-Fiction gemacht ist. Die Umwälzung ist vielmehr ein relativ langsamer Prozess des allmählichen technologischen Fortschritts und des Aufbaus von Know-how und Wissen, der die Innovation vorantreibt.

Aber was war zuerst da, das Huhn oder das Ei? War es die Marktnachfrage, die zur Innovation führte, oder die Innovation, die zur Marktnachfrage führte?

Meiner Meinung nach lautet die Antwort weder noch, oder genauer gesagt, beides. Sicherlich geht der Anstoß vom Markt aus. Verschiedene Branchen, z. B. die Elektronik- oder Medizinbranche, haben die Nachfrage nach kleineren Teilen und Komponenten zur Verbesserung mikroelektronischer Geräte oder minimalinvasiver Behandlungs- oder Diagnoseinstrumente erhöht. Zulieferer wie Accumold spitzten ihre Bleistifte und machten sich an die Arbeit, indem sie unser Fachwissen nutzten, um Technologie und Verfahren zu verfeinern, um die Nachfrage zu erfüllen. Im Laufe der Zeit und mit zunehmender Erfahrung beginnen Experten wie Accumold, ihre Fähigkeiten so weit zu verbessern, dass sie die Hersteller bei der Herstellung von Teilen und Komponenten anleiten, die nur durch eine ständige Verfeinerung und ein höheres Maß an Raffinesse von Technologie und Verfahren möglich sind.

Mikroformen

Im Bereich des Mikrospritzgießens haben Experten wie Accumold die Kunst der Herstellung von Präzisionskunststoffteilen so weit verfeinert, dass wir das Präzisionsspritzgießen jeden Tag schrittweise umgestalten. Es gibt nicht jede Woche große Heureka-Momente, stattdessen hat das Unternehmen – über Jahrzehnte hinweg – die Herstellung winziger Kunststoffteile in großen Mengen so gut im Griff, dass es ständig an die Grenzen geht, die Toleranzen immer kleiner werden und innovative Geometrien und Funktionen ständig verbessert werden.

Dies ist nicht auf eine Sache zurückzuführen. Es liegt nicht an der Entwicklung einer einzigen technologischen Verbesserung, die plötzlich alle früheren Fortschritte überflüssig macht. Es ist die Bündelung von Fachwissen in den Bereichen Design und Werkstoffe, Mikro-Tolling, Mikro-Formenbau, Validierung und automatische Montage unter einem Dach. Sie stammt von engagierten Teams, die seit Jahren zusammenarbeiten, um Prozesse zu optimieren und die besten Technologien zu verfeinern und zu beschaffen.

Der Bereich des Mikrospritzgießens ist sehr dynamisch. Der Trend zu miniaturisierten Teilen oder größeren Teilen mit Merkmalen im Mikrometerbereich nimmt in der gesamten Industrie ständig zu, und die Herausforderungen in Bezug auf anspruchsvolle Anwendungen gehören zum Alltag. Während sich die Technologie ständig weiterentwickelt, um diese Herausforderungen zu meistern, ist Accumold der Ansicht, dass der wahre Wert für Kunden, die mit uns zusammenarbeiten, im Umfang, in den Werten, der Leidenschaft und der Erfahrung des Micro Molding-Teams liegt. Schließlich ist es das Team, das in der Lage ist, das Beste aus den Technologien herauszuholen, die auf dem Tisch liegen.

Die Reise geht weiter

Lassen Sie uns zum Schluss noch einmal auf unseren alten Freund micro-AM zurückkommen, der erst vor kurzem in den Bereich der Herstellung von Präzisionskunststoffteilen eingestiegen ist. Setzen wir jetzt alle unsere Schutzhelme auf und warten darauf, dass diese scheinbar disruptivste aller disruptiven Technologien alles auf den Kopf stellt. Werden wir in einem Jahr in unsere Geschäftsräume gehen und sehen, wie unsere Hunderte von Mikrospritzgussmaschinen auf den Schrottplatz gerollt werden?

Nein, das werden wir nicht. Wir haben in Mikro-AM investiert, genauer gesagt in die Fabrica 2.0 von Nano Dimension. Aber für uns ist das keine Ersatztechnologie, sondern eine Ergänzung zu unserem bestehenden Technologieportfolio. Sie wird die Prototyp-Phase des Produktentwicklungsprozesses für unsere Kunden flexibler und schneller machen. Sie wird sich in Richtung kleiner bis mittelgroßer Produktionsserien bewegen und kreative geometrische Komplexität und Massenanpassung in der Zeit fördern.

Mit anderen Worten, es ist ein weiterer Schritt auf unserer disruptiven Reise. Eine Reise, auf der wir uns seit Jahrzehnten befinden und die wir auch in den kommenden Jahrzehnten fortsetzen werden, da wir auf der Suche nach den kleinsten Merkmalen für die innovativsten Produkte führend sind.

Dieser Artikel ist eine Reflexion über die Weiterentwicklung der Mikro-Additiven Fertigung aus der Sicht des Accumold VP of Marketing and Customer Strategy, Aaron Johnson.

Über Accumold

Aaron Johnson ist der Vizepräsident für Marketing und Kundenstrategie bei Accumold. Das Unternehmen ist zu einer 130.000 Quadratmeter großen, befestigten Anlage gewachsen, die für die Versorgungssicherheit ausgelegt ist, beschäftigt über 350 Mitarbeiter und ist ein Nettoexporteur, der jeden Tag von seiner Anlage in Ankeny, IA, USA, die 24 Stunden am Tag, 7 Tage die Woche läuft, in die ganze Welt liefert.

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